Економія енергоресурсів в металургії за рахунок застосування сучасних теплоізоляційних матеиралов

Особливі вимоги у металургії в даний час пред'являються до питань зниження собівартості продукції, що впливає на її конкурентоспроможність як на внутрішньому так і на зовнішніх ринках.

Виробництво в металургії характеризується високою витратою енергії, тому зниження споживання енергоносіїв є ключовою проблемою при розгляді задачі зниження вартості на одиницю продукції.

В якості теплоізоляції сталерозливних ковшів (між металоконструкцією ковша і футеровкою) в даний час традиційно застосовується асбокартон марок КАОН-1 і КАОН 2. Ці матеріали мають цілий ряд недоліків:

• високий коефіцієнт теплопровідності
• низьку механічну міцність
• відносно низьку температуру застосування 450⁰С, в той час, як температура між металоконструкцією ковша і футеровкою досягає 600 і більше.

Поява на ринку сучасних високоефективних теплоізоляційних матеріалів дозволяє досягти високих результатів у вирішенні питань енергозбереження в металургійній промисловості.

Одним з найбільш перспективних матеріалів є високотемпературний теплоізоляційний матеріал Isoplan 1100 (виробник фірма «Frenzelit» Німеччина.)

Матеріал протягом 10 років використовується на металургійних підприємствах у багатьох країнах світу.

В якості прикладу можна назвати кілька компаній "ThyssenKrupp (Німеччина, США,Мексика) "Kobelco" Японія, "J&L Arcerlor Group", "Outokumpu" (Фінляндія), "Mittal Steel Company N. V (Індія), JISCO Jiayuguan (Китай), Tupy Fovndary (Бразилія), Acerinox (Іспанія) і багато інших.

isoplan - 1100- це високотемпературний матеріал, що складається з біологічно-розщеплюваних, мінеральних і керамічних волокон, наповнювачів і сполучного. Матеріал володіє високою теплостійкістю, низькою теплопровідністю, високою механічною міцністю, низькою усадкою, тому є дуже хорошим теплоізоляційним матеріалом.

На малюнку 1 наведено порівняння коефіцієнтів теплопровідності матеріалів КАОН-1 і Isoplan 1100

Завдяки низькій теплопровідності ізоляційні властивості Isoplan -1100 краще, ніж у азбокартону у всьому діапазоні температур.

Матеріал Isoplan-1100 у порівнянні з КАОН-1 має цілий ряд переваг.

Таблиця 1. Порівняння фізичних характеристик 

Застосування матеріалу Isoplan 1100 при футеровки промислових печей, котлів, стальковшей, пересувних міксерів замість азбокартону КАОН-1, КАОН-2 дозволяє:

• зменшувати витрати на електроенергію
• зменшити зношування вогнетривів
• знизити витрати природного газу на сушіння і нагрівання футеровки стальковшей
• збільшити кількість розливів.
• збільшити міжремонтний цикл агрегатів
• знизити температуру броні стальковша приблизно на 70 - 130 ⁰С
• знизити швидкість охолодження в ньому рідкого металу
• піти від локального почервоніння бронею не пов'язаних з проходом металу в прогари

На одному з заводів проводилася дослідна експлуатація* двох ковшів, в одному з яких в якості теплоізоляційного шару використовувався матеріал isoplan1100, а в іншому традиційний асбокартон КАОН-1.

В обох випадках товщина теплоізоляційного шару становила 10 мм.

Під час дослідної експлуатації, 130 т сталерозливних ковшів були отримані наступні результати:

З таблиці 2 видно,що при використанні теплоізоляції ISOPLAN 1100 у всіх точках зафіксовано зниження тепловтрат у порівнянні з традиційно застосовуваними асбокартоном.

Результати термометрирования показують зниження температури поверхні ковша на 70-130⁰С при застосуванні матеріалу isoplan1100.

На малюнку 2 показані результати термометрирования стальковшей під час розливання плавки при використанні в якості теплоізоляції КАОН 1

Рис. 2. Футеровка КАОН 1

На малюнку 3 показані результати термометрирования стальковшей під час розливання плавки при використанні в якості теплоізоляції Isoplan -1100.

Рис. 3. Футеровка isoplan 1100

Аналіз результатів термометрирования показує, що при застосуванні в якості теплоізоляції азбокартону КАОН-1 температура ковша місцями перевищує 420-450 град, що говорить про руйнування теплоізолюючого шару. Застосування Isoplan -1100 дозволяє піти від локального почервоніння бронею.

Для оцінки фізичного стану після експлуатації був проведений злам арматурної футеровки і вийняті кілька шматків теплоізоляції Isoplan 1100.

На рисунку 4 представлено стан нової і колишньої в експлуатації теплоізоляції

Обстеження знятої теплоізоляції показало, що стан теплоізоляції Isoplan 1100 після експлуатації хороше, на стиск матеріал залишався щільним Під час експлуатації стальковша на всіх трьох компаніях аварійного утворення тріщин в робочій футеровці не спостерігалося. У зв'язку з хорошим станом арматурного шару футеровки стальковш був визначений ще на одну компанію.

В цей же час стальковши, в яких в якості теплоізоляції використовувався асбокартон, були відправлені в ремонт.

Багаторічний досвід застосування показує, що кількість разливок збільшується до 30 %, залежно від місткості ковша, умов експлуатації. Причому залежність наступна: на ковшах до 100 т ефективність застосування матеріалу вище.

*Фотоматеріали надані компанією Frenzelit Werke GmbH

Знаходить своє застосування в промисловості теплоізоляційний матеріал і Isoplan 750.

Перспективно застосування матеріалу Isoplan 750 в конвертерах. На малюнку 5 схематично наведено результати застосування матеріалу Isoplan 750 в порівнянні з традиційно застосовуваними асбокартоном:

За результатами замірів видно, що при застосуванні Isoplan 750 замість азбокартону при одній і тій же товщині, різниця температури на поверхні корпусу конвертера сягає 168 ⁰С.

Всі ці приклади використання доводять високу ефективність сучасних теплоізоляційних матеріалів марки Isoplan, а також вказують на перспективність їх застосування на ринку України.

Якщо Вас зацікавила інформація про сучасному теплоізоляційному матеріалі Isoplan, ми готові надати додаткову інформацію, провести презентацію матеріалу на Вашому підприємстві.

У разі Вашої зацікавленості, просимо Вас заповнити опитувальний лист, на підставі якого, ми проведемо розрахунок, який дозволить попередньо оцінити технічну перевагу та економічну ефективність застосування матеріалу в умовах виробництва, а також дати можливі рекомендації по застосуванню матеріалу з урахуванням його технічної характеристики.